CN110703133A - 一种户外信号源装置 - Google Patents

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段卫平
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季慧峰
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Abstract

本发明提供了一种户外信号源装置。该户外信号源装置安装在户外变电站或配电线路上，信号源装置包括电气元件和机械结构；电气元件包括控制器、真空接触器、高压电阻、电压传感器、以及电流传感器；控制器用于判断***的线路故障区，并控制真空接触器通过高压电阻向线路故障区注入特征编码电流信号；机械结构包括箱体，电气元件安装在箱体上。该信号源装置在***发生单相接地故障时，能够判断并识别故障相以及故障区段；并通过控制真空接触器动作，自动地向故障相线路的故障区段注入特征编码电流信号；当线路上安装的特殊零序CT检测到该特征编码电流信号后，控制器驱动故障指示器显示故障，同时驱动电子开关动作。

Description

一种户外信号源装置
技术领域
本发明涉及一种环网柜，尤其涉及一种户外信号源装置。
背景技术
我国电力***中，接地方式有两种：中性点直接接地方式和中性点不直接接地方式。其中，6～66kV配电网均采用中性点不直接接地方式，采用这种接地方式的***中，发生单相接地故障时，接地短路电流很小，故称为小电流接地***。
配电网的各种故障中，配电网发生单相接地故障的几率最高，可占总故障的80％左右。当发生单相接地故障时，供电仍能保证线电压的对称性，且由于故障电流较小，不影响对负荷连续供电，因此不必立即跳闸，可按照预设规则可继续运行1-2小时。配电网发生单相接地时，一般要求继电保护能选出发生接地故障的线路并及时发出信号。
目前配电网多采用小电流接地***，当这类***发生单相接地故障时，因故障电流较小，故障特征复杂，使得故障点的查找非常困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种户外信号源装置。
本发明提供的一种户外信号源装置，其技术方案为：
一种户外信号源装置，包括电气元件和机械结构；
所述电气元件包括控制器、真空接触器、高压电阻、电压传感器、以及电流传感器；所述控制器用于判断***的线路故障区，并用于控制所述真空接触器通过所述高压电阻向所述线路故障区注入特征编码电流信号，所述电压传感器用于检测***中的电压，所述电流传感器用于检测***中的电流；
所述机械结构包括箱体，所述真空接触器、高压电阻、电压传感器、以及电流传感器均安装在所述箱体上。
本发明提供的一种户外信号源装置，还包括如下附属技术方案：
其中，所述电压传感器设置在所述箱体的外侧，所述电流传感器设置在所述箱体的内侧。
其中，所述箱体上设置有二次电缆控制接口，所述二次电缆控制接口上设置有航空接插件。
其中，所述箱体的外侧设置有绝缘套管，所述绝缘套管包括接地套管和进线套管，所述接地套管用于作为接地端，所述进线套管用于作为高压接线端子。
其中，所述接地套管设置在所述箱体的后侧，所述进线套管设置在所述箱体的前侧。
其中，所述箱体上设置有防爆泄压装置。
其中，所述控制器的额定电压为交流电压，其电压值为187-253V，所述高压电阻的阻值为665-735Ω。
其中，所述箱体的外侧底部设置有用于固定所述箱体的支架或横担。
其中，所述箱体内充有绝对压力为0.10-0.16MPa的六氟化硫气体；所述真空接触器采用真空灭弧。
其中，所述箱体采用304不锈钢板制作，其表面进行抛光或者喷塑处理；所述箱体的厚度不小于2.5mm。
本发明的实施包括以下技术效果：
本发明提供的一种户外信号源装置，该信号源装置在***发生单相接地故障时，能够判断并识别故障相以及故障区段；并通过控制真空接触器动作，自动地向故障相线路的故障区段注入特征编码电流信号；当线路上安装的特殊零序CT检测到该特征编码电流信号后，控制器驱动故障指示器显示故障，同时驱动电子开关动作。
该户外信号源装置基于小电流接地故障信号注入诊断法，结合小电流接地***单相接地故障的特点，通过检测注入的特征编码电流信号来实现故障选线和故障点定位。具体地，当线路上任何一点发生单相接地故障时，装在变电站或配电线路上的信号源检测到故障信息后，首先判断故障相，然后对故障相施加特征编码电流信号，安装在架空线路上的探头检测流过该线路的特征编码电流信号，若该特征编码电流信号满足故障特征——故障相的电压降低，且零序电压升高，则探头起动，给出红色警示，在电缆线路安装的特殊零序CT检测到该特征编码电流信号，进而驱动故障指示器显示，同时驱动电子开关动作。
附图说明
图1为本发明的一种户外信号源装置的立体图。
图2为本发明的一种户外信号源装置的正视图。
图3为本发明的一种户外信号源装置的侧视图。
图4为本发明的一种户外信号源装置的俯视图。
图5为本发明的一种户外信号源装置的电路图。
图6为本发明的一种户外信号源装置的脉冲图。
图中，1-箱体，2-真空接触器，3-高压电阻，4-电压传感器，5-电流传感器，6-航空接插件，7-接地套管，8-进线套管，9-支架或横担，21电磁式电压互感器，22-电子电压互感器，23-真空接触器，24-高压电阻，25-电流互感器，26-信号源。
具体实施方式
下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
本申请中所述的方位例如上下左右均为对照附图描述的方便而使用，并不构成对保护范围的限定。
本发明提供的户外信号源装置，如图1-4所示，该信号源装置包括电气元件和机械结构；
所述电气元件包括控制器、真空接触器2、高压电阻3、电压传感器4、以及电流传感器5；所述控制器用于判断***的线路故障区，并用于控制所述真空接触器2通过高压电阻3向线路故障区注入特征编码电流信号，所述电压传感器4用于检测***中的电压，所述电流传感器5用于检测***中的电流；
所述机械结构包括箱体1，所述真空接触器2、高压电阻3、电压传感器4、以及电流传感器5均安装在所述箱体上。
本发明提供的一种户外信号源装置，该信号源装置在***发生单相接地故障时，能够判断并识别故障相以及故障区段；并通过控制真空接触器动作，自动地向故障相线路的故障区段注入特征编码电流信号；当线路上安装的特殊零序CT检测到该特征编码电流信号后，控制器驱动故障指示器显示故障，同时驱动电子开关动作。
该户外信号源装置基于小电流接地故障信号注入诊断法，结合小电流接地***单相接地故障的特点，通过检测注入的特征编码电流信号来实现故障选线和故障点定位。
图5为本申请的电路图，如图5所示，电磁式电压互感器21设置在主线路上，电子电压互感器22的一端与主线路连接，另一端与真空接触器23的一端连接，真空接触器23的另一端与高压电阻24的一端连接，高压电阻的另一端与测量电流用的电流互感器25连接，电流互感器的另一端与信号源26连接。
具体地，如图5所示，当线路上任何一点发生单相接地故障时，装在变电站或配电线路上的信号源检测到故障信息后，首先判断故障相，然后对故障相施加特征编码电流信号，安装在架空线路上的探头检测流过该线路的特征编码电流信号，若该特征编码电流信号满足故障特征——故障相的电压降低，且零序电压升高，则探头起动，给出红色警示，在电缆线路安装的特殊零序CT检测到该特征编码电流信号，进而驱动故障指示器显示，同时驱动电子开关动作。
如图6所示，在发生接地故障时，本实施例中的信号源装置在接地故障区域段注入有规律的脉冲序列；图6中，Δt1为接触器吸合时间，Δt2和Δt3为接触器断开时间。
其中，Δt1设置为120ms；Δt2设置为680ms；Δt3设置为880ms。
其中，所述控制器的额定电压为交流电压，电压值为220V±15％，其安装在户外的终端，因此，要求控制器的结构设计紧凑、小巧，并具有防尘、防雨，防护等级不低于GB 4208规定的IP65的要求；高压电阻的阻值为700Ω±5％，该高压电阻的一次回路对地绝缘电阻应大于10MΩ，高压电阻可在短时额定电流下工作，电阻丝无松动和局部过热现象。
可选地，如图1所示，所述电压传感器4设置在所述箱体1的外侧，所述电流传感器5设置在所述箱体1的内侧。本实施例中，由于电压传感器采用空气绝缘，其体积较大，因此安装于箱体外；而电流互感器体积较小，因此，其在保证内部绝缘距离足够的情况下，可以安装于箱体内部。
可选地，如图3所示，所述箱体1上设置有二次电缆控制接口，所述二次电缆控制接口上设置有航空接插件6。本实施例中，由于箱体1是采用气体密封的，其内部的二次电缆必须通过二次电缆控制接口6与外部的控制器连接。
如图1-4所示，所述箱体1的外侧设置有绝缘套管，所述绝缘套管包括接地套管7和进线套管8，所述接地套管7用于作为接地端，所述进线套管8用于作为高压接线端子。
其中，所述绝缘套管采用瓷质材料制作，以提高绝缘套管的抗污秽能力、抗老化、以及抗腐蚀能力。
可选地，所述接地套管7设置在所述箱体1的后侧，所述进线套管8设置在所述箱体1的前侧。
可选地，所述箱体1上设置有防爆泄压装置。
优选地，所述箱体1的外侧底部设置有用于固定所述箱体的支架或横担9，以使箱体能够牢固的安装在户外变电站或配电线路上。
优选地，所述箱体1内充有绝对压力为0.10-0.16MPa的六氟化硫气体；所述真空接触器采用真空灭弧。
更优选地，所述，所述箱体1内充有绝对压力为0.13MPa的六氟化硫气体。
其中，所述箱体1采用304不锈钢板制作，其表面进行抛光或者喷塑处理；所述箱体1的厚度不小于2.5mm。本实施例中的箱体具有足够的刚度以及良好的防锈性能。
需要说明的是，本申请中所述的零序CT，即零序电流互感器，又叫剩余电流互感器、接地电流互感器或者漏电流互感器，该零序电流互感器用来检测中性不平衡电流，一般配合继电保护装置用；零序电流互感器在电力***产生零序接地电流时与继电保护装置或信号配合使用，使装置元件动作，实现保护或监控。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种户外信号源装置，安装在户外变电站或配电线路上，其特征在于，所述信号源装置包括电气元件和机械结构；
所述电气元件包括控制器、真空接触器、高压电阻、电压传感器、以及电流传感器；所述控制器用于判断***的线路故障区，并用于控制所述真空接触器通过所述高压电阻向所述线路故障区注入特征编码电流信号，所述电压传感器用于检测***中的电压，所述电流传感器用于检测***中的电流；
所述机械结构包括箱体，所述真空接触器、高压电阻、电压传感器、以及电流传感器均安装在所述箱体上。
2.根据权利要求1所述的一种户外信号源装置，其特征在于：所述电压传感器设置在所述箱体的外侧，所述电流传感器设置在所述箱体的内侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种户外信号源装置，其特征在于：所述箱体上设置有二次电缆控制接口，所述二次电缆控制接口上设置有航空接插件。
4.根据权利要求1或2所述的一种户外信号源装置，其特征在于：所述箱体的外侧设置有绝缘套管，所述绝缘套管包括接地套管和进线套管，所述接地套管用于作为接地端，所述进线套管用于作为高压接线端子。
5.根据权利要求4所述的一种户外信号源装置，其特征在于：所述接地套管设置在所述箱体的后侧，所述进线套管设置在所述箱体的前侧。
6.根据权利要求1或2所述的一种户外信号源装置，其特征在于：所述箱体上设置有防爆泄压装置。
7.根据权利要求1或2所述的一种户外信号源装置，其特征在于：所述控制器的额定电压为交流电压，其电压值为187-253V，所述高压电阻的阻值为665-735Ω。
8.根据权利要求1或2所述的一种户外信号源装置，其特征在于：所述箱体的外侧底部设置有用于固定所述箱体的支架或横担。
9.根据权利要求1或2所述的一种户外信号源装置，其特征在于：所述箱体内充有绝对压力为0.10-0.16MPa的六氟化硫气体；所述真空接触器采用真空灭弧。
10.根据权利要求1或2所述的一种户外信号源装置，其特征在于：所述箱体采用304不锈钢板制作，其表面进行抛光或者喷塑处理；所述箱体的厚度不小于2.5mm。
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